L’histoire des moteurs a commencé avec la découverte des phénomènes électromagnétiques au début du XIXe siècle et est progressivement devenue l’un des systèmes électroniques les plus importants de l’ère industrielle. Avec le développement de la technologie, les ingénieurs et les techniciens ont inventé de nombreux types de moteurs, notamment les moteurs à courant continu (CC), les moteurs à induction et les moteurs synchrones.
En tant que type de moteur synchrone à aimant permanent (PMSM), les moteurs sans balais ont une longue histoire. Cependant, au début, en raison de sa difficulté de démarrage et de changement de vitesse, il n'était pas largement utilisé, sauf pour les applications industrielles dotées de mécanismes de contrôle coûteux. Cependant, ces dernières années, avec l'amélioration des aimants permanents puissants et la sensibilisation accrue des gens aux économies d'énergie, les moteurs sans balais se sont développés rapidement dans divers domaines.
La différence entre les moteurs à courant continu à balais et les moteurs sans balais
Le moteur à balais à courant continu (généralement appelé moteur à courant continu) présente les caractéristiques d'une bonne contrôlabilité, d'un rendement élevé et d'une miniaturisation facile. C’est le type de moteur le plus couramment utilisé. Comparé au moteur à balais à courant continu, le moteur sans balais ne nécessite ni balais ni collecteurs, il a donc une longue durée de vie, est facile à entretenir et a un faible bruit de fonctionnement. De plus, il présente non seulement la grande contrôlabilité du moteur à courant continu, mais également un degré élevé de liberté structurelle et est facile à intégrer dans l'équipement. Grâce à ces avantages, l’application des moteurs sans balais s’est progressivement étendue. À l’heure actuelle, il est largement utilisé dans les équipements industriels, les équipements bureautiques et les appareils électroménagers.
Conditions de travail des moteurs sans balais
Lorsque le moteur sans balais fonctionne, l'aimant permanent est d'abord utilisé comme rotor (côté rotatif) et la bobine est utilisée comme stator (côté fixe). Ensuite, le circuit inverseur externe contrôle la commutation du courant vers la bobine en fonction de la rotation du moteur. Le moteur sans balais est utilisé conjointement avec le circuit inverseur qui détecte la position du rotor et introduit le courant dans la bobine en fonction de la position du rotor.
Il existe trois méthodes principales pour la détection de la position du rotor : l'une est la détection du courant, qui est une condition nécessaire au contrôle orienté par le champ magnétique ; la seconde est la détection du capteur Hall, qui utilise trois capteurs Hall pour détecter la position du rotor à travers le champ magnétique du rotor ; la troisième est la détection de tension induite, qui détecte la position du rotor grâce au changement de tension induit généré par la rotation du rotor, qui est l'une des méthodes de détection de position du moteur inductif.
Il existe deux méthodes de contrôle de base pour les moteurs sans balais. De plus, certaines méthodes de contrôle nécessitent des calculs complexes, comme le contrôle vectoriel et le contrôle des champs faibles.
Entraînement à onde carrée
Selon l'angle de rotation du rotor, l'état de commutation de l'élément de puissance du circuit onduleur est commuté, puis la direction du courant de la bobine du stator est modifiée pour faire tourner le rotor.
Entraînement à onde sinusoïdale
Le rotor tourne en détectant l'angle de rotation du rotor, en générant un courant alternatif triphasé avec un déphasage de 120 degrés dans le circuit inverseur, puis en modifiant la direction et la taille du courant de la bobine du stator.
Les moteurs à courant continu sans balais sont actuellement largement utilisés dans divers domaines, notamment les appareils électroménagers, l’électronique automobile, les équipements industriels, la bureautique, les robots et l’électronique grand public portable. À l'avenir, avec les progrès continus de la technologie des moteurs, l'application des moteurs à courant continu sans balais bénéficiera d'un espace de développement plus large.
